油松LEAFY/NEEDLY靶基因筛选及其功能特异性研究
发布时间：2021-11-19 20:44
LEAFY（LFY）编码一种植物特有的转录因子,存在藻类和所有的陆生植物中。LFY同源基因具有调控细胞分裂、花分生组织和花器官形成的功能,在成花诱导调控网络中处于关键节点。相关研究表明,LFY同源基因所编码的氨基酸序列在不同种子植物中十分保守,功能也具有相似性。然而,与多数被子植物体内单拷贝的LFY同源基因明显不同的是,裸子植物中存在两类LFY同源基因（LEAFY/NEEDLY）,目前,对于LFY与NLY两个高度保守的同源基因在祼子植物生殖发育中的具体功能及是否存在功能分化尚不十分清楚。本研究通过对油松LFY和NLY基因表达模式、模式植物中异源表达的功能差异油松中差异响应基因以及基因组上结合位点差异分析,阐述了Pt LFY和Pt NLY在油松中生殖发育调控中的功能特异性,为深入理解针叶树LFY同源基因在生殖发育中的具体作用及进化地位提供新的数据支撑。主要研究结果如下:（1）Pt LFY和Pt NLY基因在调控油松生殖发育具有重要作用,其中Pt NLY可能在针叶树发育过程中发挥更核心调控功能。二者在不同组织中的表达存在明显差异,主要在营养芽及花芽中表达,而在根、茎和针叶等组织几乎不表达;...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Pt LFY和Pt NLY结合位点GO富集分析。A,Pt LFY结合位点关联基因GO富集分析,B,Pt LFY结合位点关联基因涉及的20个最显著富集GO分类,C,Pt NLY结合位点关联基因GO富集分析,D,Pt NLY结合位点关联基因中涉及的20个最显著富集GO分类。Rich factor指结合位点关联基因中位于该term的基因数目与所有基因中位于该term基因总数的比值,Rich factor越大,表示富集的程度越高。气泡大小表示基因的数量多少,气泡越大,富集到该term基因数量越多;气泡颜色的深浅表示显著性的高低,颜色越红表示富集到该term的显著性越高。
图6.1 Pt LFY和Pt NLY结合位点GO富集分析。A,Pt LFY结合位点关联基因GO富集分析,B,Pt LFY结合位点关联基因涉及的20个最显著富集GO分类,C,Pt NLY结合位点关联基因GO富集分析,D,Pt NLY结合位点关联基因中涉及的20个最显著富集GO分类。Rich factor指结合位点关联基因中位于该term的基因数目与所有基因中位于该term基因总数的比值,Rich factor越大,表示富集的程度越高。气泡大小表示基因的数量多少,气泡越大,富集到该term基因数量越多;气泡颜色的深浅表示显著性的高低,颜色越红表示富集到该term的显著性越高。6.2.4 PtLFY和 PtLFY差异结合位点GO富集分析
为进一步了解DAP-seq检测到PtLFY和PtNLY结合位点特异性,对两者差异的peak关联的基因功能进行GO富集分析,以解析两者功能特异性。结果显示(图6.3),在生物学过程中,富集到的条目节点最多,主要涉及生殖发育过程的调控,参与花瓣形态学、心皮形态学和植物胚珠发育过程的调控,在胚胎形态学发育显著富集,还参与维生素及吡啶化合物的合成与分解代谢。而细胞组分和分子功能过程方面,分别在初级胚乳核发育功能和核酸结合功能等发挥作用。因此,两者的差异结合位点关联的基因通过结合及催化活性激活分子功能,参与一些营养物质合成及分解代谢,发挥调控生殖发育功能作用。对PtLFY和PtNLY在全基因上的结合位点的深入研究,不仅解析了油松LFY同源基因功能,也为阐述针叶树生殖发育调控网络提供更多的数据参考。6.3 小结
【参考文献】：
期刊论文
[1]Transient gene expression in western white pine using agroinfiltration[J]. Zhenguo Ma,Jun-Jun Liu,Arezoo Zamany,Holly Williams. Journal of Forestry Research. 2020(05)
[2]Experiencing winter for spring flowering: A molecular epigenetic perspective on vernalization[J]. Xiao Luo,Yuehui He. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[3]New insights into gibberellin signaling in regulating flowering in Arabidopsis[J]. Shengjie Bao,Changmei Hua,Lisha Shen,Hao Yu. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[4]LEAFY同源基因系统进化及研究进展[J]. 冯延芝,李芳东,王璐,魏琦琦,何潇,赵广,张悦,傅建敏. 中南林业科技大学学报. 2016(02)
[5]高等植物成花诱导调控的分子和遗传机制[J]. 宋杨,窦连登,张红军. 植物生理学报. 2014(10)
[6]拟南芥开花时间调控的分子基础[J]. 张艺能,周玉萍,陈琼华,黄小玲,田长恩. 植物学报. 2014(04)
[7]miR156介导的高等植物年龄途径研究进展[J]. 虞莎,王佳伟. 科学通报. 2014(15)
[8]油松种子园无性系自由授粉子代测定与种子批稳定性分析[J]. 钮世辉,李伟,李悦. 西北林学院学报. 2013(02)
[9]油松有性和无性繁殖植株的多性状比较[J]. 李伟,朱松林,李悦. 北京林业大学学报. 2012(01)
[10]新一代测序技术在植物转录组研究中的应用[J]. 梁烨,陈双燕,刘公社. 遗传. 2011(12)
本文编号：3505832
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Pt LFY和Pt NLY结合位点GO富集分析。A,Pt LFY结合位点关联基因GO富集分析,B,Pt LFY结合位点关联基因涉及的20个最显著富集GO分类,C,Pt NLY结合位点关联基因GO富集分析,D,Pt NLY结合位点关联基因中涉及的20个最显著富集GO分类。Rich factor指结合位点关联基因中位于该term的基因数目与所有基因中位于该term基因总数的比值,Rich factor越大,表示富集的程度越高。气泡大小表示基因的数量多少,气泡越大,富集到该term基因数量越多;气泡颜色的深浅表示显著性的高低,颜色越红表示富集到该term的显著性越高。
图6.1 Pt LFY和Pt NLY结合位点GO富集分析。A,Pt LFY结合位点关联基因GO富集分析,B,Pt LFY结合位点关联基因涉及的20个最显著富集GO分类,C,Pt NLY结合位点关联基因GO富集分析,D,Pt NLY结合位点关联基因中涉及的20个最显著富集GO分类。Rich factor指结合位点关联基因中位于该term的基因数目与所有基因中位于该term基因总数的比值,Rich factor越大,表示富集的程度越高。气泡大小表示基因的数量多少,气泡越大,富集到该term基因数量越多;气泡颜色的深浅表示显著性的高低,颜色越红表示富集到该term的显著性越高。6.2.4 PtLFY和 PtLFY差异结合位点GO富集分析
为进一步了解DAP-seq检测到PtLFY和PtNLY结合位点特异性,对两者差异的peak关联的基因功能进行GO富集分析,以解析两者功能特异性。结果显示(图6.3),在生物学过程中,富集到的条目节点最多,主要涉及生殖发育过程的调控,参与花瓣形态学、心皮形态学和植物胚珠发育过程的调控,在胚胎形态学发育显著富集,还参与维生素及吡啶化合物的合成与分解代谢。而细胞组分和分子功能过程方面,分别在初级胚乳核发育功能和核酸结合功能等发挥作用。因此,两者的差异结合位点关联的基因通过结合及催化活性激活分子功能,参与一些营养物质合成及分解代谢,发挥调控生殖发育功能作用。对PtLFY和PtNLY在全基因上的结合位点的深入研究,不仅解析了油松LFY同源基因功能,也为阐述针叶树生殖发育调控网络提供更多的数据参考。6.3 小结
【参考文献】：
期刊论文
[1]Transient gene expression in western white pine using agroinfiltration[J]. Zhenguo Ma,Jun-Jun Liu,Arezoo Zamany,Holly Williams. Journal of Forestry Research. 2020(05)
[2]Experiencing winter for spring flowering: A molecular epigenetic perspective on vernalization[J]. Xiao Luo,Yuehui He. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[3]New insights into gibberellin signaling in regulating flowering in Arabidopsis[J]. Shengjie Bao,Changmei Hua,Lisha Shen,Hao Yu. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[4]LEAFY同源基因系统进化及研究进展[J]. 冯延芝,李芳东,王璐,魏琦琦,何潇,赵广,张悦,傅建敏. 中南林业科技大学学报. 2016(02)
[5]高等植物成花诱导调控的分子和遗传机制[J]. 宋杨,窦连登,张红军. 植物生理学报. 2014(10)
[6]拟南芥开花时间调控的分子基础[J]. 张艺能,周玉萍,陈琼华,黄小玲,田长恩. 植物学报. 2014(04)
[7]miR156介导的高等植物年龄途径研究进展[J]. 虞莎,王佳伟. 科学通报. 2014(15)
[8]油松种子园无性系自由授粉子代测定与种子批稳定性分析[J]. 钮世辉,李伟,李悦. 西北林学院学报. 2013(02)
[9]油松有性和无性繁殖植株的多性状比较[J]. 李伟,朱松林,李悦. 北京林业大学学报. 2012(01)
[10]新一代测序技术在植物转录组研究中的应用[J]. 梁烨,陈双燕,刘公社. 遗传. 2011(12)
本文编号：3505832
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3505832.html
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